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1、1921年，施特恩（O.Stern）和格拉赫（W.Gerlach）发现一些处于S 态的原子射线束，在非均匀磁场中一束分为两束。,电子的自旋 原子的电子壳层结构,1.施特恩-格拉赫实验,由自旋产生的磁矩称为自旋磁矩 由自旋产生的角动量为 其方向与磁矩方向相反。,1925年，乌仑贝克(G.E.Uhlenbeck)和古兹密特(S.A.Goudsmit)提出电子自旋假说。把电子绕自身轴线的转动称为自旋。,2.电子的自旋,电子的自旋,电子的自旋,自旋角动量在外磁场方向的投影只能有两种取值。,即：,得：,3.原子的电子壳层结构,原子中电子的状态由四个量子数确定,(2)角量子数 l=0,1,2,(n-1),
2、决定电子绕核运动的角动量,决定电子绕核运动角动量的空间取向,(3)磁量子数,(4)自旋磁量子数,决定电子自旋角动量的空间取向,一般地，主量子数n越大的主壳层其能级越高；在同一主壳层内，副量子数l越大的支壳层其能级越高。但也有例外，实际上能级的高低次序可表示为,原子的电子壳层结构,(1)泡利不相容原理,泡利在1925年提出：在原子中，不可能有两个或两个以上的电子具有完全相同的量子态。也就是说，原子中任何两个电子的量子数 不可能完全相同。这个结论叫泡利不相容原理。,电子在原子中的分布遵从下列两个原理：,原子的电子壳层结构,据泡利不相容原理,主壳层n上可容纳的电子数为,原子的电子壳层结构,在同一支壳
3、层上可容纳的电子数为:,各壳层可容纳的电子数,原子的电子壳层结构,(2)能量最小原理,当原子处于正常状态时，原子中的电子尽可能地占据未被填充的最低能级，这一结论叫做能量最小原理。,例:试确定处于基态的氦原子中电子的量子数。,和,解：氦原子有两个电子。按题意，这两个电子处于1s态，即n=1。因而 ml=0。据泡利不相容原理，这两个电子的量子数不能完全相同，所以它们的自旋磁量子数分别为1/2和-1/2。因此，处于基态的氦原子中的两个电子的四个量子数分别为：,原子的电子壳层结构,例:分别计算量子数n=2、l=1和n=2的电子的 可能状态数。,解：,对n=2、l=1的电子，可取ml=-1,0,1三种状态，对每一种ml，又可取ms=1/2,-1/2。故总的状态数为：,对于n=2的电子，l 可取0和1。,l=0时，,因此，共有状态数 2+6=8。,原子的电子壳层结构,
